砷提纯精馏装置及利用该装置提纯砷的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种砷提纯精馏装置及利用该装置提纯砷的方法，砷提纯精馏装置，包括精馏塔头、精馏塔柱、精馏塔釜；精馏塔头包括盲管；盲管包括内壁、外壁、加强水管、出水管、尾气管、初级出管、终级出管、加强水管进水管、第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构；精馏塔柱包括通管、圆形隔板；圆形隔板安装在通管内壁，设有复数个通孔；精馏塔釜包括中空球形体，其表面设有料口、精馏塔柱接口；精馏塔柱一端通过精馏塔柱接口安装在精馏塔釜上，一端与盲管开口端连接。利用该装置提纯砷可以达到提纯效果优异、提纯过程安全、使用寿命长的效果，可以将纯度为99.99%的砷粗产品提纯至99.99999%的精细产品。

Arsenic purification distillation device and method for purifying arsenic by using the device

The invention discloses an arsenic purification distillation device and the method of using the device to purify arsenic. The arsenic purification distillation unit includes the distillation column head, the distillation column, the distillation column, the distillation column head including the blind tube; the blind tube includes the inner wall, the outer wall, the reinforcing pipe, the outlet pipe, the tail gas pipe, the primary outlet pipe, the final outlet pipe, and the strengthening pipe. The inlet pipe, the first barrier structure, the second barrier structure, the third barrier structure, and the fourth barrier structure, the distillation column includes the pipe and the circular partition; the circular baffle is installed on the inner wall of the pipe, and there are many multiple holes; the distillation column includes the hollow sphere body, its surface has a material port, the column interface of the rectifying tower, and one end of the column of the distillation column. The distillation column interface is installed on the distillation tower, and one end is connected with the open end of the blind pipe. The purification of arsenic by this device can achieve excellent purification effect, safe purification process and long service life. It can purify arsenic crude products with purity of 99.99% to 99.99999% fine products.

【技术实现步骤摘要】
砷提纯精馏装置及利用该装置提纯砷的方法
本专利技术属于精馏提纯
，具体涉及砷提纯精馏装置及利用该装置提纯砷的方法。
技术介绍
砷（As）是一个广泛存在并且具有准金属特性的元素，呈灰色斜方六面体结晶，有金属光泽，既不溶解于水又不溶解于酸，为非人体必需元素，克拉克值为5×10-4，宇宙丰度为4.0。对于公众来说，砷是毒物的同义词，不过其却有着较好的应用性能，比如在制备高性能玻璃中，添加砷做配料会助熔；在一些半导体以及彩釉中也应用到砷。石英是地球表面分布最广的矿物之一，石英有多种类型，日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶，二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙，二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石。二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。熔融后制成的玻璃，可用于制作光学仪器、眼镜、玻璃管和其它产品。还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。石英是非可塑性原料，其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性。现有技术没有合适的砷提纯装置，石英制品可以制作简单的精馏装置，但是不适于砷提纯，很难将砷的纯度提到4个9，而且现有退火方法对于石英装置限制较多，很多理论设计无法实现工业应用。
技术实现思路
本专利技术公开了一种新的砷提纯精馏装置及利用该装置提纯砷的方法，首次通过精馏塔头的独特设计结合专门的制备方法，提高提纯效果与效率，并且塔身创造性的使用圆形隔板，进一步提高提纯效果；利用该装置提纯砷可以达到提纯效果优异、提纯过程安全、使用寿命长的效果；设计新型塔柱结构，针对砷粗产品提纯，可以将纯度为99.99%的砷粗产品提纯至99.99999%的精细产品，这在现有技术未见报道。本专利技术采用如下技术方案：一种砷提纯精馏装置，包括精馏塔头、精馏塔柱、精馏塔釜，其中：所述精馏塔头包括盲管；所述盲管包括内壁、外壁、加强水管、出水管、尾气管、初级出管、终级出管、加强水管进水管、第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构；所述外壁与内壁之间设有空隙；所述内壁端部与外壁密封连接；所述内壁的端面高于外壁的端面；所述外壁下部设有与所述空隙连通的进水口；所述进水口高于内壁的端面；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构由上到下依次设置在盲管内；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构都为中空结构；所述第一阻隔结构、第三阻隔结构分别安装在加强水管上；所述第二阻隔结构密封安装在内壁上；所述第四阻隔结构密封安装在外壁上；所述第一阻隔结构为倒碗型结构；所述第一阻隔结构不与内壁接触；所述第二阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第三阻隔结构为倒碗型结构；所述第三阻隔结构不与内壁接触；所述第四阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第四阻隔结构、第二阻隔结构都不与加强水管接触；所述第一阻隔结构的下表面直径大于第二阻隔结构的上表面直径；所述第三阻隔结构的下表面直径大于第四阻隔结构的上表面直径；所述加强水管安装在内壁中部；所述加强水管一端封闭、一端内壁装有加强水管进水管；所述加强水管进水管与所述空隙连通，即加强水管进水管两端开口；所述出水管穿过外壁、内壁并与加强水管连通；所述终级出管位于内壁端面下方；所述终级出管穿过外壁；所述终级出管与第四阻隔结构连接；所述初级出管位于终级出管上方，相对位置，可以不在垂直上方；所述初级出管穿过外壁、内壁；所述初级出管与第二阻隔结构连接，初级出料经由第二阻隔结构的表面落入初级出管排出、收集，避免尾气污染；所述尾气出管位于盲管封端部；所述尾气出管穿过外壁、内壁；所述精馏塔柱包括通管、圆形隔板；所述圆形隔板安装在通管内壁；所述圆形隔板设有复数个通孔；所述精馏塔釜包括中空球形体；所述中空球形体表面设有料口、精馏塔柱接口；所述料口设有料口密封件；所述料口密封件包括密封部、施力部、承载部；所述密封部、施力部分别安装在承载部上；所述密封部为弯形结构；料口密封件用于密封中空球形体的料口，具体为将密封部扣在料口上，用或者不用夹子固定即可，防止中空瓶内受污染以及保证加热效果，施力部、承载部的结构形状不做限定，施力部、承载部分别用于抓握以及稳定，具体使用为常规技术；所述精馏塔柱一端通过精馏塔柱接口安装在精馏塔釜上，一端与盲管开口端连接。本专利技术中，所述精馏塔头还包括温测管；所述温测管穿过外壁、内壁；优选温测管位于第二阻隔结构、第三阻隔结构之间，温测管的倾斜角为45度，其技术效果为可以实时掌握重要段即提纯产品段的温度，为提纯结果的优化提供保障；所述第二阻隔结构的边缘与内壁接触；内壁的端面高于外壁的端面，结合附图可以理解，内壁的下端高于外壁的下端，一方面利于塔头塔柱的安装，更主要的是外壁长出的部分没有冷却水，使得精馏蒸汽不会在塔头底端过多停留影响提纯效果。本专利技术中，所述终级出管远离盲管的端部设有密封球头，精馏处理完成后，提纯后的产品从终级出管接出，终级出管处接有储瓶，用于存储提纯后的产品或者取样，密封球头本身属于现有结构。本专利技术中，所述内壁的下端与加强水管的下端齐平；所述加强水管的下端位于第四阻隔结构的圆柱形结构中；这个特色设计一方面可以对塔柱涌上的蒸汽进行初步阻隔，利于后续冷却提纯效果，二方面部分蒸汽接触加强水管底端后会液化滴回塔柱，既减少了蒸汽上涌量又增加了精馏循环，三方面上方落下的纯化液滴接触第四阻隔结构时可部分汽化，再次上飘进行提纯，从而利于提纯效果与效率的大幅提升。所述加强水管底端为尖形结构，该设计可以避免加强水管底端触碰第四阻隔结构，从而防止烧结对第四阻隔结构的影响，更主要的是尖形结构的设计减少了对精馏蒸汽的阻挡效果，提高蒸汽流动性。本专利技术中，四个阻隔结构各司其职、相互配合，为取得高纯度产品做出贡献；阻隔结构主要是控制液滴，使其根据设计流向运行，本专利技术的阻隔结构都是中空的，第一阻隔结构、第三阻隔结构的中空部分插入加强水管并与加强水管密封连接，第二阻隔结构、第四阻隔结构的中空部分用于蒸汽传输并且第二阻隔结构、第四阻隔结构的侧壁外侧用于液滴流动。阻隔结构的碗状类似于圆台，只是石英产品看起来像碗（中式碗），本专利技术称为碗状结构；第二阻隔结构、第四阻隔结构的圆柱形结构可以看作碗的底座，为了区分与便于理解，本专利技术用圆柱形结构表示。优选的，第一阻隔结构、第二阻隔结构之间的距离为盲管长度的0.7%～0.8%；第一阻隔结构下端距离盲管顶端的距离为盲管长度的21%～22%；第三阻隔结构下端距离盲管顶端的距离为盲管长度的71%～72%；第四阻隔结构上端与盲管内壁下端齐平；从而第一阻隔结构、第二阻隔结构位于盲管内腔上部，第三阻隔结构位于盲管内腔中部，第四阻隔结构位于盲管内腔下端；优选的，第一阻隔结构的高度为盲管长度的2.0%～2.1%，第二阻隔结构的高度为盲管长度的3.4%～3.5%，第三阻隔结构的高度为盲管长度的0.9%～1%，第四阻隔结构的高度为盲管长度的6.8%～6.9%；本专利技术限定结构使得需要的产品从第二阻隔结构、第四阻隔结构之间的冷却面冷却流下，从终极出管回收，尾气则从尾气管排出，杂质从初级出管流出；第一阻隔结构、第三阻隔结构的侧壁可以控制液滴顺其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷提纯精馏装置，包括精馏塔头、精馏塔柱、精馏塔釜，其特征在于：所述精馏塔头包括盲管；所述盲管包括内壁、外壁、加强水管、出水管、尾气管、初级出管、终级出管、加强水管进水管、第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构；所述外壁与内壁之间设有空隙；所述内壁端部与外壁密封连接；所述内壁的端面高于外壁的端面；所述外壁下部设有与所述空隙连通的进水口；所述进水口高于内壁的端面；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构由上到下依次设置在盲管内；所述第一阻隔结构、第三阻隔结构分别安装在加强水管上；所述第二阻隔结构密封安装在内壁上；所述第四阻隔结构密封安装在外壁上；所述第一阻隔结构为倒碗型结构；所述第一阻隔结构不与内壁接触；所述第二阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第三阻隔结构为倒碗型结构；所述第三阻隔结构不与内壁接触；所述第四阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第四阻隔结构、第二阻隔结构都不与加强水管接触；所述第一阻隔结构的下表面直径大于第二阻隔结构的上表面直径；所述第三阻隔结构的下表面直径大于第四阻隔结构的上表面直径；所述加强水管安装在内壁中部；所述加强水管一端封闭、一端内壁装有加强水管进水管；所述加强水管进水管与所述空隙连通；所述出水管穿过外壁、内壁并与加强水管连通；所述终级出管位于内壁端面下方；所述终级出管穿过外壁；所述终级出管与第四阻隔结构连接；所述初级出管位于终级出管上方；所述初级出管穿过外壁、内壁；所述初级出管与第二阻隔结构连接；所述尾气出管位于盲管封端部；所述尾气出管穿过外壁、内壁；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构都为中空结构；所述精馏塔柱包括通管、圆形隔板；所述圆形隔板安装在通管内壁；所述圆形隔板设有复数个通孔；所述精馏塔釜包括中空球形体；所述中空球形体表面设有料口、精馏塔柱接口；所述料口设有料口密封件；所述料口密封件包括密封部、施力部、承载部；所述密封部、施力部分别安装在承载部上；所述密封部为弯形结构；所述精馏塔柱一端通过精馏塔柱接口安装在精馏塔釜上，一端与盲管开口端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种砷提纯精馏装置，包括精馏塔头、精馏塔柱、精馏塔釜，其特征在于：所述精馏塔头包括盲管；所述盲管包括内壁、外壁、加强水管、出水管、尾气管、初级出管、终级出管、加强水管进水管、第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构；所述外壁与内壁之间设有空隙；所述内壁端部与外壁密封连接；所述内壁的端面高于外壁的端面；所述外壁下部设有与所述空隙连通的进水口；所述进水口高于内壁的端面；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构由上到下依次设置在盲管内；所述第一阻隔结构、第三阻隔结构分别安装在加强水管上；所述第二阻隔结构密封安装在内壁上；所述第四阻隔结构密封安装在外壁上；所述第一阻隔结构为倒碗型结构；所述第一阻隔结构不与内壁接触；所述第二阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第三阻隔结构为倒碗型结构；所述第三阻隔结构不与内壁接触；所述第四阻隔结构为倒碗型结构与圆柱形结构的组合；所述第四阻隔结构、第二阻隔结构都不与加强水管接触；所述第一阻隔结构的下表面直径大于第二阻隔结构的上表面直径；所述第三阻隔结构的下表面直径大于第四阻隔结构的上表面直径；所述加强水管安装在内壁中部；所述加强水管一端封闭、一端内壁装有加强水管进水管；所述加强水管进水管与所述空隙连通；所述出水管穿过外壁、内壁并与加强水管连通；所述终级出管位于内壁端面下方；所述终级出管穿过外壁；所述终级出管与第四阻隔结构连接；所述初级出管位于终级出管上方；所述初级出管穿过外壁、内壁；所述初级出管与第二阻隔结构连接；所述尾气出管位于盲管封端部；所述尾气出管穿过外壁、内壁；所述第一阻隔结构、第二阻隔结构、第三阻隔结构、第四阻隔结构都为中空结构；所述精馏塔柱包括通管、圆形隔板；所述圆形隔板安装在通管内壁；所述圆形隔板设有复数个通孔；所述精馏塔釜包括中空球形体；所述中空球形体表面设有料口、精馏塔柱接口；所述料口设有料口密封件；所述料口密封件包括密封部、施力部、承载部；所述密封部、施力部分别安装在承载部上；所述密封部为弯形结构；所述精馏塔柱一端通过精馏塔柱接口安装在精馏塔釜上，一端与盲管开口端连接。2.根据权利要求1所述砷提纯精馏装置，其特征在于，所述第二阻隔结构的边缘与内壁接触；所述终级出管远离盲管的端部设有密封球头；所述内壁的下端与加强水管的下端齐平；所述加强水管的下端位于第四阻隔结构的圆柱形结构中；所述精馏塔头还包括温测管；所述温测管穿过外壁、内壁；所述加强水管底端为尖形结构。3.根据权利要求1所述砷提纯精馏装置，其特征在于，第一阻隔结构、第二阻隔结构之间的距离为盲管长度的0.7%～0.8%；第一阻隔结构下端距离盲管顶端的距离为盲管长度的21%～22%；第三阻隔结构下端距离盲管顶端的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶锡昆，
申请(专利权)人：昆山佳鹿石英有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32